JP2006518548A - 周波数変換のための装置および方法 - Google Patents
周波数変換のための装置および方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006518548A JP2006518548A JP2006502641A JP2006502641A JP2006518548A JP 2006518548 A JP2006518548 A JP 2006518548A JP 2006502641 A JP2006502641 A JP 2006502641A JP 2006502641 A JP2006502641 A JP 2006502641A JP 2006518548 A JP2006518548 A JP 2006518548A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- emitting device
- light emitting
- frequency
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y20/00—Nanooptics, e.g. quantum optics or photonic crystals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
- H01S3/109—Frequency multiplication, e.g. harmonic generation
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/04—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping, e.g. by electron beams
- H01S5/041—Optical pumping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/1082—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region with a special facet structure, e.g. structured, non planar, oblique
- H01S5/1085—Oblique facets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers
- H01S5/2004—Confining in the direction perpendicular to the layer structure
- H01S5/2018—Optical confinement, e.g. absorbing-, reflecting- or waveguide-layers
- H01S5/2027—Reflecting region or layer, parallel to the active layer, e.g. to modify propagation of the mode in the laser or to influence transverse modes
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
Description
図1aは先行技術の垂直キャビティ面発光レーザ(VCSEL)の略図である。
図1bは先行技術の端面発光レーザの略図である。
図2はVCSELに基く先行技術の周波数変換装置の略図である。
図3は本発明に係る光の周波数変換の装置の略図である。
図4は発光デバイスの異なるファセットに形成された反射防止コートおよび高反射コートを含む、本発明に係る周波数変換のための装置の略図である。
図5は発光デバイスがフォトニックバンドギャップ結晶を含んで成る、本発明に係る周波数変換のための装置の略図である。
図6は一次光を発生するために漏洩レーザが使用される、本発明に係る周波数変換のための装置の略図である。
図7は平行ビームを提供するためのレンズおよび平面光反射体を備えた、本発明に係る周波数変換のための装置の略図である。
図8は発光デバイスおよび光反射体上の追加の複数層コートを含む、本発明に係る周波数変換のための装置の略図である。
図9は本発明に係る、光の周波数を変換する方法のフローチャートである。
図10は本発明に係る、周波数変換のための装置を製造する方法のフローチャートである。
他方、z座標に対する依存性は、ブロッホ理論に従って、平面波としてではなく、むしろ、屈折率の変調と同じ周期を有する、平面波と周期関数u(z)の積として記述される。したがって、電磁界の全空間依存性は次の通りである。
Claims (170)
- 光の周波数変換のための装置であって、
(a)第一周波数を有する光を出射するための発光デバイスであって、延長導波路の基本横モードが低ビーム発散によって特徴付けられるように選択された延長導波路を有する端面発光半導体発光ダイオードである発光デバイスと、
(b)前記発光デバイスと光反射体との間に画定される外部キャビティを光が複数回通過し、かつ前記第一周波数を有するレーザ光を発生するためのフィードバックをもたらすように、構成かつ設計された光反射体と、
(c)前記外部キャビティ内に配置された非線形光学結晶であって、前記第一周波数を有するレーザ光が前記非線形光学結晶を複数回通過したときに、前記第一周波数が前記第一周波数とは異なる第二周波数に変換されるように選択された非線形光学結晶と、
を備えた装置。 - 少なくとも一つの追加発光デバイスをさらに備える請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも一つの追加発光デバイスのうちの少なくとも一つは、前記延長導波路を有する端面発光半導体ダイオードである請求項2に記載の装置。
- 前記延長導波路は、注入電流にさらされたときに、光を出射することができる請求項1に記載の装置。
- 前記発光デバイスのストライプ長および前記注入電流は、前記注入電流だけでは非コヒーレント光が発生し、前記注入電流および前記フィードバックの結合によって前記第一周波数を有する前記レーザ光が発生するように選択される請求項4に記載の装置。
- 前記外部キャビティは、前記第一周波数を有する前記レーザ光が実質的に前記基本横モードで発生するように設計される請求項1に記載の装置。
- 前記光反射体は、前記第二周波数以外の周波数を有する光を反射し、かつ前記第二周波数を有する光を透過するように選択される請求項1に記載の装置。
- 前記発光デバイスは複数の層から形成される請求項1に記載の装置。
- 前記発光デバイスは、前記延長導波路の第一側に隣接するnエミッタおよび前記延長導波路の第二側に隣接するpエミッタを備える請求項1に記載の装置。
- 前記nエミッタは基板の第一面に形成され、前記基板はIII−V族半導体である請求項9に記載の装置。
- 前記III−V族半導体は、GaAs、InAs、InP、およびGaSbから構成される群から選択される請求項10に記載の装置。
- 前記発光デバイスは、前記基板と接触しているnコンタクト、および前記pエミッタと接触しているpコンタクトを含む請求項10に記載の装置。
- 前記pエミッタは、前記延長導波路と接触している少なくとも一つのpドープ層、および前記pコンタクトと接触している少なくとも一つのp+ドープ層を含む請求項12に記載の装置。
- 前記延長導波路は、n不純物をドープされた第一延長導波路領域とp不純物をドープされた第二延長導波路領域との間に形成された活性領域を備え、前記第一および前記第二延長導波路領域は光透過性である請求項10に記載の装置。
- 前記活性領域は、前記基板のエネルギバンドギャップより狭幅であるエネルギバンドギャップによって特徴付けられる請求項14に記載の装置。
- 前記活性領域は少なくとも一つの層を含む請求項14に記載の装置。
- 前記活性領域は、量子井戸システム、量子細線システム、量子ドットシステム、およびそれらの組合せから構成される群から選択されたシステムを含む請求項14に記載の装置。
- 前記nエミッタの厚さは10マイクロメートルより大きい請求項9に記載の装置。
- 前記発光デバイスの前ファセットは、反射防止コートを被覆される請求項1に記載の装置。
- 前記発光デバイスの後ファセットは、高反射コートを被覆される請求項1に記載の装置。
- 前記発光デバイスの後ファセットは、高反射コートを被覆される請求項19に記載の装置。
- 前記高反射コートは複数の層を含む請求項20に記載の装置。
- 前記高反射コートは、前記基本横モードにおける高反射性および高次横モードにおける低反射性を達成するのに充分な狭さである所定の阻止帯域によって特徴付けられる請求項20に記載の装置。
- 前記光反射体は複数の層を含む請求項1に記載の装置。
- 前記光反射体は、前記基本横モードにおける高反射性および高次横モードにおける低反射性を達成するのに充分な狭さである所定の阻止帯域によって特徴付けられる請求項24に記載の装置。
- 前記高反射コートおよび前記光反射体は各々独立に、前記基本横モードにおける高反射性および高次横モードにおける低反射性を達成するのに充分な狭さである所定の阻止帯域によって特徴付けられる請求項20に記載の装置。
- 前記非線形光学結晶は周波数変換効率によって特徴付けられ、さらに、前記高反射コートの前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項23に記載の装置。
- 前記非線形光学結晶は周波数変換効率によって特徴付けられ、さらに、前記光反射体の前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項25に記載の装置。
- 前記高反射コートの前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項26に記載の装置。
- 前記光反射体の前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項29に記載の装置。
- 前記第二周波数を有する光が前記発光デバイスに入射することを防止するように、スペクトル選択性フィルタを配置することをさらに含む請求項1に記載の装置。
- 前記スペクトル選択性フィルタは、前記非線形光学結晶の前記発光デバイスに面する側に形成される請求項31に記載の装置。
- 前記延長導波路は、前記延長導波路が可変屈折率によって特徴付けられるように、各々異なる屈折率を有する少なくとも二つの部分を含む請求項1に記載の装置。
- 前記延長導波路の前記少なくとも二つの部分は、中間屈折率を有する第一部分および高い屈折率を有する第二部分を含み、前記第一および前記第二部分は、前記第一部分で前記基本横モードが発生し、前記第二部分に漏洩し、かつ前記発光デバイスの前ファセットから予め定められた角度で出射するように、設計かつ構成される請求項33に記載の装置。
- 前記延長導波路の少なくとも一部分はフォトニックバンドギャップ結晶を含む請求項1に記載の装置。
- 前記フォトニックバンドギャップ結晶は、周期的に変調される屈折率を有する構造を含み、前記構造は複数の層を含む請求項35に記載の装置。
- 前記発光デバイスは、前記フォトニックバンドギャップ結晶の一つの層内に配置された、光を吸収できる少なくとも一つの吸収層を含む請求項36に記載の装置。
- 前記発光デバイスは、複数の吸収層の各々が前記フォトニックバンドギャップ結晶の異なる層内に配置されるように構成された、複数の吸収層を含む請求項36に記載の装置。
- 前記延長導波路の少なくとも一部分は、前記フォトニックバンドギャップ結晶の第一面に隣接する欠陥を含み、前記欠陥および前記フォトニックバンドギャップ結晶は、前記基本横モードが前記欠陥部分に限定され、他の全てのモードが前記フォトニックバンドギャップ結晶全体に延在するように選択される請求項35に記載の装置。
- 前記欠陥はn側およびp側を有する活性領域を含み、前記活性領域は注入電流にさらされたときに光を出射することができる請求項39に記載の装置。
- 前記フォトニックバンドギャップ結晶および前記欠陥の総厚さは、前記低いビーム発散を可能にするように選択される請求項39に記載の装置。
- 前記発光デバイスは、前記フォトニックバンドギャップ結晶の第二面に隣接するnエミッタ、および前記欠陥により前記フォトニックバンドギャップ結晶から離され、かつ前記欠陥に隣接するpエミッタを含む請求項41に記載の装置。
- 前記発光デバイスは可変屈折率を有するpドープ層構造を含み、前記pドープ層構造は前記pエミッタと前記欠陥との間に存する請求項42に記載の装置。
- 前記nエミッタは基板の第一面に形成され、前記基板はIII−V族半導体である請求項42に記載の装置。
- 前記III−V族半導体は、GaAs、InAs、InP、およびGaSbから構成される群から選択される請求項44に記載の装置。
- 前記発光デバイスは、前記基板と接触しているnコンタクト、および前記pエミッタと接触しているpコンタクトを含む請求項44に記載の装置。
- 前記発光デバイスは可変屈折率を有するpドープ層構造を含み、前記pドープ層構造は前記pエミッタと前記欠陥との間に存する請求項46に記載の装置。
- 前記可変屈折率は、前記基本横モードが前記nコンタクトおよび/または前記pコンタクトまで及ぶことを防止するように選択される請求項47に記載の装置。
- 前記pエミッタは、前記延長導波路と接触している少なくとも一つのpドープ層、および前記pコンタクトと接触している少なくとも一つのp+ドープ層を含む請求項46に記載の装置。
- 前記欠陥は、前記n側に配置されかつ第一対の追加層の間に挟まれた電子のための第一の薄いトンネル障壁層、および前記p側に配置されかつ第二対の追加層の間に挟まれた正孔のための第二の薄いトンネル障壁層をさらに含む請求項40に記載の装置。
- 前記第一の薄いトンネル障壁層は、弱くドープされたn層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項50に記載の装置。
- 前記第二の薄いトンネル障壁層は、弱くドープされたp層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項50に記載の装置。
- 前記欠陥は、前記第一対の追加層の前記活性領域から離れた層と連続した厚いnドープ層、および前記活性領域から離れた前記第二対の追加層と連続した厚いpドープ層をさらに含む請求項50に記載の装置。
- 前記第一対の追加層の少なくとも一方は、弱くドープしたn層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項50に記載の装置。
- 前記第二対の追加層の少なくとも一方は、弱くドープしたp層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項50に記載の装置。
- 前記発光デバイスと前記非線形光学結晶との間の外部キャビティにレンズを配置することをさらに含む請求項1に記載の装置。
- 前記レンズは、弱く発散する光ビームを平行光ビームに変換するように設計かつ構成される請求項56に記載の装置。
- 前記光反射体は、前記平行ビームを反射できる平面光反射体である請求項57に記載の装置。
- 光の周波数を変換する方法であって、
(a)延長導波路の基本横モードが低ビーム発散によって特徴付けられるように選択された延長導波路を有する端面発光半導体発光ダイオードである発光デバイスを使用して、第一周波数を有する光を出射すること、
(b)光反射体を使用して、第一周波数を有するレーザ光を発生するためのフィードバックをもたらすように、前記発光デバイスと前記光反射体との間に画定される外部キャビティ内に前記光を複数回通過させること、および
(c)前記外部キャビティに配置された非線形光学結晶を使用して、前記第一周波数を前記第一周波数とは異なる第二周波数に変換し、それによって前記第二周波数を有するレーザ光を与えること、
を含む方法。 - 前記光を出射することは、前記延長導波路を注入電流にさらすことによる請求項59に記載の方法。
- 前記発光デバイスのストライプ長および前記注入電流は、前記注入電流だけでは非コヒーレント光が発生し、前記注入電流および前記フィードバックの結合によって前記第一周波数を有する前記レーザ光が発生するように選択される請求項60に記載の方法。
- 前記外部キャビティは、前記第一周波数を有する前記レーザ光が実質的に前記基本横モードで発生するように設計される請求項59に記載の方法。
- 前記光反射体は、前記第二周波数以外の周波数を有する光を反射し、かつ前記第二周波数を有する光を透過するように選択される請求項59に記載の方法。
- 前記発光デバイスは複数の層から形成される請求項59に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、前記延長導波路の第一側に隣接するnエミッタおよび前記延長導波路の前記第二側に隣接するpエミッタを備える請求項59に記載の方法。
- 前記nエミッタは基板の第一面に形成され、前記基板はIII−V族半導体である請求項65に記載の方法。
- 前記III−V族半導体は、GaAs、InAs、InP、およびGaSbから構成される群から選択される請求項66に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、前記基板と接触しているnコンタクト、および前記pエミッタと接触しているpコンタクトを含む請求項66に記載の方法。
- 前記pエミッタは、前記延長導波路と接触している少なくとも一つのpドープ層、および前記pコンタクトと接触している少なくとも一つのp+ドープ層を含む請求項68に記載の方法。
- 前記延長導波路は、n不純物をドープされた第一延長導波路領域とp不純物をドープされた第二延長導波路領域との間に形成された活性領域を備え、前記第一および前記第二延長導波路領域は光透過性である請求項66に記載の方法。
- 前記活性領域は、前記基板のエネルギバンドギャップより狭幅であるエネルギバンドギャップによって特徴付けられる請求項70に記載の方法。
- 前記活性領域は少なくとも一つの層を含む請求項70に記載の方法。
- 前記活性領域は、量子井戸システム、量子細線システム、量子ドットシステム、およびそれらの組合せから構成される群から選択されたシステムを含む請求項70に記載の方法。
- 前記nエミッタの厚さは10マイクロメートルより大きい請求項65に記載の方法。
- 前記発光デバイスの前ファセットは、反射防止コートを被覆される請求項59に記載の方法。
- 前記発光デバイスの後ファセットは、高反射コートを被覆される請求項59に記載の方法。
- 前記発光デバイスの後ファセットは、高反射コートを被覆される請求項75に記載の方法。
- 前記高反射コートは複数の層を含む請求項76に記載の方法。
- 前記高反射コートは、前記基本横モードにおける高反射性および高次横モードにおける低反射性を達成するのに充分な狭さである所定の阻止帯域によって特徴付けられる請求項76に記載の方法。
- 前記光反射体は複数の層を含む請求項59に記載の方法。
- 前記光反射体は、前記基本横モードにおける高反射性および高次横モードにおける低反射性を達成するのに充分な狭さである所定の阻止帯域によって特徴付けられる請求項80に記載の方法。
- 前記高反射コートおよび前記光反射体は各々独立に、前記基本横モードにおける高反射性および高次横モードにおける低反射性を達成するのに充分な狭さである所定の阻止帯域によって特徴付けられる請求項76に記載の方法。
- 前記非線形光学結晶は周波数変換効率によって特徴付けられ、さらに、前記高反射コートの前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項79に記載の方法。
- 前記非線形光学結晶は周波数変換効率によって特徴付けられ、さらに、前記光反射体の前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項81に記載の方法。
- 前記高反射コートの前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項82に記載の方法。
- 前記光反射体の前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項85に記載の方法。
- 前記第二周波数を有する光が前記発光デバイスに入射することを防止するように、スペクトル選択性フィルタを配置することをさらに含む請求項59に記載の方法。
- 前記スペクトル選択性フィルタは、前記非線形光学結晶の前記発光デバイスに面する側に形成される請求項87に記載の方法。
- 前記延長導波路は、前記延長導波路が可変屈折率によって特徴付けられるように、各々異なる屈折率を有する少なくとも二つの部分を含む請求項59に記載の方法。
- 前記延長導波路の前記少なくとも二つの部分は、中間屈折率を有する第一部分および高い屈折率を有する第二部分を含み、前記第一および前記第二部分は、前記第一部分で前記基本横モードが発生し、前記第二部分に漏洩し、かつ前記発光デバイスの前ファセットから予め定められた角度で出射するように、設計かつ構成される請求項89に記載の方法。
- 前記延長導波路の少なくとも一部分はフォトニックバンドギャップ結晶を含む請求項59に記載の方法。
- 前記フォトニックバンドギャップ結晶は、周期的に変調される屈折率を有する構造を含み、前記構造は複数の層を含む請求項91に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、前記フォトニックバンドギャップ結晶の一つの層内に配置された、光を吸収できる少なくとも一つの吸収層を含む請求項92に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、複数の吸収層の各々が前記フォトニックバンドギャップ結晶の異なる層内に配置されるように構成された、複数の吸収層を含む請求項92に記載の方法。
- 前記延長導波路の少なくとも一部分は、前記フォトニックバンドギャップ結晶の第一面に隣接する欠陥を含み、前記欠陥および前記フォトニックバンドギャップ結晶は、前記基本横モードが前記欠陥部分に限定され、他の全てのモードが前記フォトニックバンドギャップ結晶全体に延在するように選択される請求項91に記載の方法。
- 前記欠陥はn側およびp側を有する活性領域を含み、前記活性領域は注入電流にさらされたときに光を出射することができる請求項95に記載の方法。
- 前記フォトニックバンドギャップ結晶および前記欠陥の総厚さは、前記低いビーム発散を可能にするように選択される請求項95に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、前記フォトニックバンドギャップ結晶の第二面に隣接するnエミッタ、および前記欠陥により前記フォトニックバンドギャップ結晶から離され、かつ前記欠陥に隣接するpエミッタを含む請求項95に記載の方法。
- 前記発光デバイスは可変屈折率を有するpドープ層構造を含み、前記pドープ層構造は前記pエミッタと前記欠陥との間に存する請求項98に記載の方法。
- 前記nエミッタは基板の第一面に形成され、前記基板はIII−V族半導体である請求項98に記載の方法。
- 前記III−V族半導体は、GaAs、InAs、InP、およびGaSbから構成される群から選択される請求項100に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、前記基板と接触しているnコンタクト、および前記pエミッタと接触しているpコンタクトを含む請求項100に記載の方法。
- 前記発光デバイスは可変屈折率を有するpドープ層構造を含み、前記pドープ層構造は前記pエミッタと前記欠陥との間に存する請求項102に記載の方法。
- 前記可変屈折率は、前記基本横モードが前記nコンタクトおよび/または前記pコンタクトまで及ぶことを防止するように選択される請求項103に記載の方法。
- 前記pエミッタは、前記延長導波路と接触している少なくとも一つのpドープ層、および前記pコンタクトと接触している少なくとも一つのp+ドープ層を含む請求項102に記載の方法。
- 前記欠陥は、前記n側に配置されかつ第一対の追加層の間に挟まれた電子のための第一の薄いトンネル障壁層、および前記p側に配置されかつ第二対の追加層の間に挟まれた正孔のための第二の薄いトンネル障壁層をさらに含む請求項96に記載の方法。
- 前記第一の薄いトンネル障壁層は、弱くドープされたn層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項106に記載の方法。
- 前記第二の薄いトンネル障壁層は、弱くドープされたp層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項106に記載の方法。
- 前記欠陥は、前記第一対の追加層の前記活性領域から離れた層と連続した厚いnドープ層、および前記活性領域から離れた前記第二対の追加層と連続した厚いpドープ層をさらに含む請求項106に記載の方法。
- 前記第一対の追加層の少なくとも一方は、弱くドープしたn層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項106に記載の方法。
- 前記第二対の追加層の少なくとも一方は、弱くドープしたp層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項106に記載の方法。
- レンズを使用して弱く発散するビームを平行ビームに変換することをさらに含む請求項59に記載の方法。
- 前記光反射体は、前記平行ビームを反射できる平面光反射体である請求項112に記載の方法。
- 光の周波数変換のための装置を製造する方法であって、
(a)延長導波路の基本横モードが低ビーム発散によって特徴付けられるように選択された延長導波路を有する端面発光半導体発光ダイオードである、第一周波数を有する光を出射するための発光デバイスを用意すること、
(b)前記発光デバイスと光反射体との間に画定される外部キャビティ内を光が複数回通過しかつ前記第一周波数を有するレーザ光を発生するためのフィードバックをもたらすように構成かつ設計された光反射体を用意し、かつ前記光反射体を前記発光デバイスに対向して配置すること、および
(c)前記第一周波数を有する前記レーザ光が非線形光学結晶を複数回通過したときに、前記第一周波数が前記第一周波数とは異なる第二周波数に変換されるように選択された非線形光学結晶を用意し、前記非線形光学結晶を外部キャビティ内に配置すること、
を含む方法。 - 少なくとも一つの追加発光デバイスを設けることをさらに含む請求項114に記載の方法。
- 前記延長導波路は、注入電流にさらされたときに、光を出射することができる請求項114に記載の方法。
- 前記発光デバイスのストライプ長および前記注入電流は、前記注入電流だけでは非コヒーレント光が発生し、前記注入電流および前記フィードバックの結合によって前記第一周波数を有する前記レーザ光が発生するように選択される請求項116に記載の方法。
- 前記外部キャビティは、前記第一周波数を有する前記レーザ光が実質的に前記基本横モードで発生するように設計される請求項114に記載の方法。
- 前記光反射体は、前記第二周波数以外の周波数を有する光を反射し、かつ前記第二周波数を有する光を透過するように選択される請求項114に記載の方法。
- 前記発光デバイスは複数の層から形成される請求項114に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、前記延長導波路の第一側に隣接するnエミッタおよび前記延長導波路の第二側に隣接するpエミッタを備える請求項114に記載の方法。
- 前記nエミッタは基板の第一面に形成され、前記基板はIII−V族半導体である請求項121に記載の方法。
- 前記III−V族半導体は、GaAs、InAs、InP、およびGaSbから構成される群から選択される請求項122に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、前記基板と接触しているnコンタクト、および前記pエミッタと接触しているpコンタクトを含む請求項122に記載の方法。
- 前記pエミッタは、前記延長導波路と接触している少なくとも一つのpドープ層、および前記pコンタクトと接触している少なくとも一つのp+ドープ層を含む請求項124に記載の方法。
- 前記延長導波路は、n不純物をドープされた第一延長導波路領域とp不純物をドープされた第二延長導波路領域との間に形成された活性領域を備え、前記第一および前記第二延長導波路領域は光透過性である請求項122に記載の方法。
- 前記活性領域は、前記基板のエネルギバンドギャップより狭幅であるエネルギバンドギャップによって特徴付けられる請求項126に記載の方法。
- 前記活性領域は少なくとも一つの層を含む請求項126に記載の方法。
- 前記活性領域は、量子井戸システム、量子細線システム、量子ドットシステム、およびそれらの組合せから構成される群から選択されたシステムを含む請求項126に記載の方法。
- 前記nエミッタの厚さは10マイクロメートルより大きい請求項121に記載の方法。
- 前記発光デバイスの前ファセットを反射防止コートによって被覆することをさらに含む請求項114に記載の方法。
- 前記発光デバイスの後ファセットを高反射コートによって被覆することをさらに含む請求項114に記載の方法。
- 前記発光デバイスの後ファセットを高反射コートによって被覆することをさらに含む請求項131に記載の方法。
- 前記高反射コートは複数の層を含む請求項132に記載の方法。
- 前記高反射コートは、前記基本横モードにおける高反射性および高次横モードにおける低反射性を達成するのに充分な狭さである所定の阻止帯域によって特徴付けられる請求項132に記載の方法。
- 前記光反射体は複数の層を含む請求項114に記載の方法。
- 前記光反射体は、前記基本横モードにおける高反射性および高次横モードにおける低反射性を達成するのに充分な狭さである所定の阻止帯域によって特徴付けられる請求項136に記載の方法。
- 前記高反射コートおよび前記光反射体は各々独立に、前記基本横モードにおける高反射性および高次横モードにおける低反射性を達成するのに充分な狭さである所定の阻止帯域によって特徴付けられる請求項132に記載の方法。
- 前記非線形光学結晶は周波数変換効率によって特徴付けられ、さらに、前記高反射コートの前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項135に記載の方法。
- 前記非線形光学結晶は周波数変換効率によって特徴付けられ、さらに、前記光反射体の前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項137に記載の方法。
- 前記高反射コートの前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項138に記載の方法。
- 前記光反射体の前記阻止帯域の温度依存性は、前記周波数変換効率の温度依存性に等しい請求項141に記載の方法。
- スペクトル選択性フィルタを用意し、前記第二周波数を有する光が前記発光デバイスに入射することを防止するように、前記スペクトル選択性フィルタを配置することをさらに含む請求項114に記載の方法。
- 前記スペクトル選択性フィルタは、前記非線形光学結晶の前記発光デバイスに面する側に形成される請求項143に記載の方法。
- 前記延長導波路は、前記延長導波路が可変屈折率によって特徴付けられるように、各々異なる屈折率を有する少なくとも二つの部分を含む請求項114に記載の方法。
- 前記延長導波路の前記少なくとも二つの部分は、中間屈折率を有する第一部分および高い屈折率を有する第二部分を含み、前記第一および前記第二部分は、前記第一部分で前記基本横モードが発生し、前記第二部分に漏洩し、かつ前記発光デバイスの前ファセットから予め定められた角度で出射するように、設計かつ構成される請求項145に記載の方法。
- 前記延長導波路の少なくとも一部分はフォトニックバンドギャップ結晶を含む請求項114に記載の方法。
- 前記フォトニックバンドギャップ結晶は、周期的に変調される屈折率を有する構造を含み、前記構造は複数の層を含む請求項147に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、前記フォトニックバンドギャップ結晶の一つの層内に配置された、光を吸収できる少なくとも一つの吸収層を含む請求項148に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、複数の吸収層の各々が前記フォトニックバンドギャップ結晶の異なる層内に配置されるように構成された、複数の吸収層を含む請求項148に記載の方法。
- 前記延長導波路の少なくとも一部分は、前記フォトニックバンドギャップ結晶の第一面に隣接する欠陥を含み、前記欠陥および前記フォトニックバンドギャップ結晶は、前記基本横モードが前記欠陥部分に限定され、他の全てのモードが前記フォトニックバンドギャップ結晶全体に延在するように選択される請求項147に記載の方法。
- 前記欠陥はn側およびp側を有する活性領域を含み、前記活性領域は注入電流にさらされたときに光を出射することができる請求項151に記載の方法。
- 前記フォトニックバンドギャップ結晶および前記欠陥の総厚さは、前記低いビーム発散を可能にするように選択される請求項151に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、前記フォトニックバンドギャップ結晶の第二面に隣接するnエミッタ、および前記欠陥により前記フォトニックバンドギャップ結晶から離され、かつ前記欠陥に隣接するpエミッタを含む請求項153に記載の方法。
- 前記発光デバイスは可変屈折率を有するpドープ層構造を含み、前記pドープ層構造は前記pエミッタと前記欠陥との間に存する請求項154に記載の方法。
- 前記nエミッタは基板の第一面に形成され、前記基板はIII−V族半導体である請求項154に記載の方法。
- 前記III−V族半導体は、GaAs、InAs、InP、およびGaSbから構成される群から選択される請求項156に記載の方法。
- 前記発光デバイスは、前記基板と接触しているnコンタクト、および前記pエミッタと接触しているpコンタクトを含む請求項156に記載の方法。
- 前記発光デバイスは可変屈折率を有するpドープ層構造を含み、前記pドープ層構造は前記pエミッタと前記欠陥との間に存する請求項158に記載の方法。
- 前記可変屈折率は、前記基本横モードが前記nコンタクトおよび/または前記pコンタクトまで及ぶことを防止するように選択される請求項159に記載の方法。
- 前記pエミッタは、前記延長導波路と接触している少なくとも一つのpドープ層、および前記pコンタクトと接触している少なくとも一つのp+ドープ層を含む請求項158に記載の方法。
- 前記欠陥は、前記n側に配置されかつ第一対の追加層の間に挟まれた電子のための第一の薄いトンネル障壁層、および前記p側に配置されかつ第二対の追加層の間に挟まれた正孔のための第二の薄いトンネル障壁層をさらに含む請求項154に記載の方法。
- 前記第一の薄いトンネル障壁層は、弱くドープされたn層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項162に記載の方法。
- 前記第二の薄いトンネル障壁層は、弱くドープされたp層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項162に記載の方法。
- 前記欠陥は、前記第一対の追加層の前記活性領域から離れた層と連続した厚いnドープ層、および前記活性領域から離れた前記第二対の追加層と連続した厚いpドープ層をさらに含む請求項162に記載の方法。
- 前記第一対の追加層の少なくとも一方は、弱くドープしたn層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項162に記載の方法。
- 前記第二対の追加層の少なくとも一方は、弱くドープしたp層およびアンドープ層から構成される群から選択された材料から形成される請求項162に記載の方法。
- レンズを用意し、前記発光デバイスと前記非線形光学結晶との間の前記外部キャビティに前記レンズを配置することをさらに含む請求項114に記載の方法。
- 前記レンズは、弱く発散する光ビームを平行光ビームに変換するように設計かつ構成される請求項168に記載の方法。
- 前記光反射体は、前記平行ビームを反射できる平面光反射体である請求項169に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/367,824 US6928099B2 (en) | 2001-09-04 | 2003-02-19 | Apparatus for and method of frequency conversion |
PCT/IL2004/000148 WO2004075362A2 (en) | 2003-02-19 | 2004-02-18 | Apparatus for and method of frequency conversion |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006518548A true JP2006518548A (ja) | 2006-08-10 |
JP2006518548A5 JP2006518548A5 (ja) | 2007-04-05 |
Family
ID=32907631
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006502641A Pending JP2006518548A (ja) | 2003-02-19 | 2004-02-18 | 周波数変換のための装置および方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP1595316A4 (ja) |
JP (1) | JP2006518548A (ja) |
KR (1) | KR20050107439A (ja) |
CN (1) | CN1778022A (ja) |
TW (1) | TWI289220B (ja) |
WO (1) | WO2004075362A2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103682952A (zh) * | 2012-09-13 | 2014-03-26 | 福州高意通讯有限公司 | 具有输出光路标示的不可见光激光器及其标示方法 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100668329B1 (ko) | 2005-02-16 | 2007-01-12 | 삼성전자주식회사 | 변조기 내장형 광펌핑 반도체 레이저 장치 |
JP2007165562A (ja) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Seiko Epson Corp | 光源装置、および光源装置を備えたプロジェクタ |
US7660500B2 (en) | 2007-05-22 | 2010-02-09 | Epicrystals Oy | Light emitting array |
KR100864696B1 (ko) * | 2008-03-03 | 2008-10-23 | 국방과학연구소 | 공간적 광 변조 레이저 신호발생장치 |
KR101053354B1 (ko) * | 2008-10-21 | 2011-08-01 | 김정수 | 외부 공진기를 이용한 파장 변환형 반도체 레이저 |
CN101867148B (zh) * | 2009-04-15 | 2012-05-23 | 中国科学院半导体研究所 | 带有光子晶体反射面和垂直出射面的fp腔激光器 |
CN103427906B (zh) * | 2013-08-16 | 2016-08-10 | 北京邮电大学 | 一种利用光子变频技术传输多业务信号的系统和方法 |
US9312662B1 (en) * | 2014-09-30 | 2016-04-12 | Lumentum Operations Llc | Tunable laser source |
CN113777857A (zh) * | 2021-08-25 | 2021-12-10 | 成都理工大学 | 一种基于砷化铝镓的宽带倍频方法及系统 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08213686A (ja) * | 1994-11-14 | 1996-08-20 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 波長安定化光源 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4063189A (en) * | 1976-04-08 | 1977-12-13 | Xerox Corporation | Leaky wave diode laser |
US5175741A (en) * | 1989-06-07 | 1992-12-29 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength conversion method and laser-diode-pumped solid-state laser |
US5321718A (en) * | 1993-01-28 | 1994-06-14 | Sdl, Inc. | Frequency converted laser diode and lens system therefor |
US6241720B1 (en) * | 1995-02-04 | 2001-06-05 | Spectra Physics, Inc. | Diode pumped, multi axial mode intracavity doubled laser |
US5912910A (en) * | 1996-05-17 | 1999-06-15 | Sdl, Inc. | High power pumped mid-IR wavelength systems using nonlinear frequency mixing (NFM) devices |
RU2133534C1 (ru) * | 1997-08-08 | 1999-07-20 | Государственное предприятие Научно-исследовательский институт "Полюс" | Инжекционный лазер |
EP1090323A4 (en) * | 1998-04-09 | 2005-09-21 | Ceramoptec Gmbh | SYSTEM FOR FREQUENCY CONVERSION AND BUNDLING FOR LASER DIODES |
-
2004
- 2004-02-18 EP EP04712143A patent/EP1595316A4/en not_active Withdrawn
- 2004-02-18 WO PCT/IL2004/000148 patent/WO2004075362A2/en active Application Filing
- 2004-02-18 JP JP2006502641A patent/JP2006518548A/ja active Pending
- 2004-02-18 KR KR1020057015317A patent/KR20050107439A/ko not_active Application Discontinuation
- 2004-02-18 CN CNA2004800105046A patent/CN1778022A/zh active Pending
- 2004-02-18 TW TW093103972A patent/TWI289220B/zh not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08213686A (ja) * | 1994-11-14 | 1996-08-20 | Mitsui Petrochem Ind Ltd | 波長安定化光源 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103682952A (zh) * | 2012-09-13 | 2014-03-26 | 福州高意通讯有限公司 | 具有输出光路标示的不可见光激光器及其标示方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20050107439A (ko) | 2005-11-11 |
TWI289220B (en) | 2007-11-01 |
EP1595316A4 (en) | 2006-08-23 |
WO2004075362A2 (en) | 2004-09-02 |
EP1595316A2 (en) | 2005-11-16 |
WO2004075362A3 (en) | 2005-09-01 |
TW200424729A (en) | 2004-11-16 |
CN1778022A (zh) | 2006-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6928099B2 (en) | Apparatus for and method of frequency conversion | |
Lang et al. | Theory of grating-confined broad-area lasers | |
JP5374772B2 (ja) | 光電子デバイスおよびその製造方法 | |
US6154480A (en) | Vertical-cavity laser and laser array incorporating guided-mode resonance effects and method for making the same | |
US20050117623A1 (en) | Optoelectronic device incorporating an interference filter | |
JP5406858B2 (ja) | 電気的にポンプされる空洞がジグザグに延長された半導体表面放出レーザ及びスーパールミネセントled | |
US7031360B2 (en) | Tilted cavity semiconductor laser (TCSL) and method of making same | |
US7949031B2 (en) | Optoelectronic systems providing high-power high-brightness laser light based on field coupled arrays, bars and stacks of semicondutor diode lasers | |
US6625195B1 (en) | Vertical cavity surface emitting laser that uses intracavity degenerate four wave mixing to produce phase-conjugated and distortion free collimated laser light | |
US6714574B2 (en) | Monolithically integrated optically-pumped edge-emitting semiconductor laser | |
JP4233366B2 (ja) | 光ポンピング可能な垂直エミッタを有する面発光半導体レーザ装置 | |
US6421363B1 (en) | Semiconductor lasers and amplifiers with grating-induced anisotropic waveguide | |
JP2006518548A (ja) | 周波数変換のための装置および方法 | |
CA2473396C (en) | High coherent power, two-dimensional surface-emitting semiconductor diode array laser | |
US20070290191A1 (en) | Resonant cavity optoelectronic device with suppressed parasitic modes | |
US20060171440A1 (en) | Apparatus for generating improved laser beam | |
JPH04287389A (ja) | 集積型半導体レーザ素子 | |
RU2540233C1 (ru) | Инжекционный лазер с многоволновым модулированным излучением | |
JP4309636B2 (ja) | 半導体レーザおよび光通信用素子 | |
Ledentsov et al. | Novel approaches to semiconductor lasers | |
Shchukin et al. | Modeling of photonic-crystal-based high-power high-brightness semiconductor lasers | |
Shchukin et al. | Passive cavity surface-emitting and edge-emitting lasers: physics, design, modeling | |
WO2007100341A2 (en) | Grazing incidence slab semiconductor laser system and method | |
Shchukin et al. | High brilliance photonic band crystal lasers | |
Dong et al. | A GaInAsP/InP grating filter multiple-stripe laser array operating in in-phase lateral-and single-longitudinal-mode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070209 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090908 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20091130 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20091207 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20091218 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20091228 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100409 |